试验仪器之校正.PDF

實 驗 模 態 分 析 實習二： 實驗儀器之校正 目 錄 摘要 01 一、前言02 二、校正原理03 2.1 快速傅立葉轉換檢查03 2.2 加速度計之校正06 2.3 力轉換器之校正07 三、儀器介紹08 3.1 標準振動源激振器08 3.2 BK 3550 系統08 3.3 加速度計09 3.4 力轉換器09 四、校正步驟10 4.1 快速傅立葉轉換檢查10 4.2 加速度計之校正12 4.3 力轉換器之校正14 五、校正結果17 5.1 快速傅立葉轉換檢查17 5.2 加速度計之校正19 5.3 力轉換器之校正20 六、結論23 七、參考文獻24 八、附錄25 -2- 摘要 本文主要的目的是針對實驗模態分析(Experimental Modal Analysis)之實 驗設備做校正，校正之儀器包括訊號分析儀、加速度計(Accelerometer)、力轉 換器(Force Transducer)等，其中訊號頻譜分析儀之校正共做了五個步驟的快 速傅立葉轉換檢查(Fast Fourier Transform Check)，以確定訊號頻譜分析儀 之各種運算功能正確。而加速度計與力轉換器之校正儀器，僅對本實驗室所擁 有的加速度計及力轉換器做校正。本文除了校正儀器之外，並對各儀器之校正 原理、校正步驟加以說明，供以校正儀器之參考，並提供儀器校正之正確方 法。 -3- 一、前言 正確的實驗結果是每一個實驗者所追求得目標，然而要得到正確結果的前 提，則是需要盡量避免實驗誤差。這些實驗誤差包括實驗前的假設是否合理客 觀、系統模擬是否合乎要求、以及實驗儀器是否精確等，都深深影響實驗結 果。其中實驗儀器所造成的誤差大都是因為實驗儀器使用之方法錯誤或使用過 久造成儀器失真，此類的誤差最容易被忽視也最容易避免，只要在實驗之前對 儀器校正即可避免此種情形發生。 本文中將對實驗模態分析(Experimental Modal Analysis)的實驗設備做校 正說明，包括校正的原理、儀器的介紹、以及校正步驟的敘述皆有詳細說明。 實 驗 模 態 分 析 所 使 用 之 儀 器 包 括 ： 訊 號 頻 率 分 析 儀 、 加 速 度 計 (Accelerometer)、力轉換器(Force Transducer)等。訊號頻譜分析儀主要之功 用是將訊號作傅立葉轉換，所以在訊號頻譜分析儀之校正主要是檢查快速傅立 葉轉換的功能，快速傅立葉轉換分為正弦與餘弦波檢查[1]、反假象率波器檢查 (Antialiasing Filter Check)[2] 、頻率響應函數與相位角檢查(FRF Phase Check)[3]、自身能量密度函數檢查(Power Spectrum Check)、動態範圍檢查 (Dynamic Range Check)[4]等五個步驟[5]，檢查訊號頻譜分析儀之各種運算是 否正確功能是否有問題等，對訊號頻譜分析儀做一完整且詳細檢查。其次加速 度計之校正僅對本實驗室擁有的 BK 4370、BK 4371、PCB 309A 加速度計做校 正，加速度計的校正方式，本實驗室利用標準振動原激振器 (Calibration Exciter)激振，再由訊號頻譜分析儀來分析出需要校正之校正值，再行校正 [6]。力轉換器有 BK 8200 兩種，分別是 Serial No.1716816 及 Serial No.1734648 力轉換器 ，力轉換器之校正需要用試誤法，不停的逼近其真正之校 正值[